Modélisation continue tridimensionnelle du comportement mécanique d’un mur en Terre Armée

A three-dimensional continuum approach to model mechanical behaviour of an earth reinforced wall

¹ EGIS Géotechnique 1, rue du Docteur-Schweitzer 38180 Seyssins, France.
² Laboratoire 3S-R, UMR Domaine universitaire BP 53 38041 Grenoble Cedex 9 antonin.breugnot@egis.fr luc.boutonnier@egis.fr, France.

Résumé

Cet article présente les modélisations effectuées par Egis Géotechnique dans le cadre du concours de prévisions concernant le comportement mécanique d’un ouvrage en Terre Armée. Pour évaluer à la fois les déformations de l’ouvrage ainsi que les efforts de tractions dans les armatures, une approche continue tridimensionnelle a été retenue. L’ensemble des matériaux granulaires est caractérisé par des lois élasto-plastiques avec des critères de rupture de type Mohr-Coulomb. Pour décrire le plus fidèlement possible l’interaction sol-structure au niveau des renforcements, ceux-ci sont modélisés individuellement par des éléments structuraux avec une interface dont le comportement est élastique parfaitement plastique. Un soin particulier a été apporté à l’initialisation des contraintes pour essayer de prendre en compte correctement l’effet du compactage sur le coefficient de pression des terres au repos K₀ dans le domaine surconsolidé. Les prévisions obtenues numériquement sont présentées et confrontées aux résultats obtenus expérimentalement. Dans un deuxième temps, la sensibilité des différents paramètres, dont la détermination a fait l’objet d’hypothèses importantes, est également évaluée avec une étude paramétrique.

Abstract

This article presents the models and the assumptions retained by Egis Geotechnique within the framework of the reinforced earth wall benchmark study. To estimate structural deformations as well as the tensile forces in the steel reinforcements, a three dimensional continuum approach is proposed. Granular materials are characterised by elasto-plastic laws with a Mohr-Coulomb failure criterion. In order to accurately simulate soil/ structure interactions, the reinforcements are individually modelled by structural elements with an interface that is elastic perfectly plastic. The compaction effect to the K₀ coefficient, in the over-consolidated domain, is taken into account during stress initialisation. The model predictions obtained with no parameter fitting are presented and compared with the experimentally obtained results. The second part evaluates the influence of main parameters using a parametric study.